DE102020126659A1 - Regenerative braking control system for an electric motor vehicle - Google Patents
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Abstract
System zur Steuerung einer regenerativen Bremsung für ein elektromotorbetriebenes Fahrzeug, aufweisend einen Elektromotor (13), der eine Batterie (16) mit einer elektrischen Energie durch Betreiben als ein Stromerzeuger bei regenerativer Bremsung lädt, einen Bremswiderstand (15), der überschüssige Energie, die von dem Elektromotor (13) erzeugt wird, bei regenerativer Bremsung in Wärmeenergie umwandelt, eine Heizung (30), die überschüssige elektrische Energie, die von dem Elektromotor (13) erzeugt wird, zusammen mit dem Bremswiderstand (15) in Wärmeenergie umwandelt, eine Kühlwasserzirkulationsleitung, die mit dem Bremswiderstand (15) und der Heizung (30) verbunden ist, so dass Kühlwasser zirkulieren kann, und eine Steuereinrichtung (50), die den Bremswiderstand (15) und die Heizung (30) derart steuert, dass sie auf der Basis einer Lademengeninformation der Batterie (16) ein- und ausschaltbar sind, so dass ein Heizungsmodus, ein Regenerativbremsungsmodus, ein Heizungs- und Regenerativbremsungsmodus und ein maximaler Regenerativbremsungsmodus durchgeführt werden.A regenerative braking control system for an electric motor-driven vehicle, comprising an electric motor (13) that charges a battery (16) with electrical energy by operating as a generator during regenerative braking, a braking resistor (15) that eliminates excess energy from the electric motor (13) is generated, converted into thermal energy during regenerative braking, a heater (30) which converts excess electrical energy generated by the electric motor (13) together with the braking resistor (15) into thermal energy, a cooling water circulation line, which is connected to the braking resistor (15) and the heater (30) so that cooling water can circulate, and a control device (50) which controls the braking resistor (15) and the heater (30) in such a way that they are based on a Charge amount information of the battery (16) can be switched on and off, so that a heating mode, a regenerative braking mode, a heating and regenerative braking emsungsmodus and a maximum regenerative braking mode can be carried out.
Description
Die Erfindung betrifft ein System zur Steuerung einer regenerativen Bremsung für ein elektromotorbetriebenes Fahrzeug, und insbesondere ein System zur Steuerung einer regenerativen Bremsung, das geeignet ist, nicht nur eine regenerative Bremsung, sondern auch eine Innenraumheizung mittels eines Bremswiderstandes und einer Heizung durchzuführen.The invention relates to a regenerative braking control system for an electric motor-driven vehicle, and more particularly to a regenerative braking control system capable of performing not only regenerative braking but also interior heating by means of a braking resistor and a heater.
Wie in der Technik wohlbekannt ist, werden umweltfreundliche Fahrzeuge, wie ein Hybridfahrzeug, ein Elektrofahrzeug und ein Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug, von einem Elektromotor angetrieben.As is well known in the art, environmentally friendly vehicles such as a hybrid vehicle, an electric vehicle, and a fuel cell electric vehicle are driven by an electric motor.
Der Elektromotor treibt nicht nur ein Fahrzeug an, sondern dient auch als ein Stromerzeuger, der eine regenerative Bremsung zur Unterstützung der Abbremsung durchführt, wenn das Fahrzeug verzögert wird oder auf einer abschüssigen Straße bergabfährt, und lädt eine Batterie durch Umwandeln von kinetischer Energie eines Fahrzeuges in elektrische Energie.In addition to driving a vehicle, the electric motor also acts as a generator that performs regenerative braking to assist deceleration when the vehicle is decelerating or going down a sloping road, and charges a battery by converting kinetic energy into a vehicle electrical power.
Jedoch ist beim Laden entsprechend der regenerativen Bremsung eines Elektromotors infolge des vollständigen Ladens einer Batterie oder bei einer unzureichenden regenerativen Bremskraft des Elektromotors eine spezielle Hilfsbremse erforderlich, um die Bremsassistenzregeln zu erfüllen.However, when charging in accordance with regenerative braking of an electric motor due to full charging of a battery or insufficient regenerative braking force of the electric motor, a special auxiliary brake is required in order to meet the braking assistance rules.
Die Hilfsbremse betrifft eine Vorrichtung, welche die Last an einer Hauptbremse, wie einer Hydraulikbremse, reduzieren kann und eine Bremswirkung für eine lange Zeit aufrechterhalten kann, und ist üblicherweise in drei Typen unterteilt: eine Abgasbremse, eine Jacobsbremse und eine Retarderbremse.The auxiliary brake refers to a device which can reduce the load on a main brake such as a hydraulic brake and can maintain a braking effect for a long time, and is usually divided into three types: an exhaust brake, a Jacob's brake and a retarder brake.
Die Abgasbremse ist eine Vorrichtung, die eine Verzögerungswirkung durch Reduzieren der Drehzahl eines Verbrennungsmotors mittels Blockieren des Abgaspfades erzielt. Die Jacobsbremse ist eine Vorrichtung, die den Kompressionsdruck durch zwangsweises Öffnen von Auslassventilen am Ende der Kompression in einem Verbrennungsmotor verringert und eine Verzögerungswirkung durch Reduzieren der Leistung von einem Verbrennungsmotor erzielt. Die Retarderbremse ist eine Vorrichtung, die ein Fahrzeug durch Ausüben eines Widerstandes, wie eines hydraulischen oder elektromagnetischen Widerstandes, auf das Drehmoment einer Gelenkwelle verzögert.The exhaust brake is a device that achieves a deceleration effect by reducing the speed of an internal combustion engine by blocking the exhaust path. The Jacob's brake is a device that reduces the compression pressure by forcibly opening exhaust valves at the end of compression in an internal combustion engine and achieves a retarding effect by reducing the power of an internal combustion engine. The retarder brake is a device that decelerates a vehicle by exerting a resistance, such as hydraulic or electromagnetic resistance, on the torque of a propeller shaft.
Jedoch gibt es, wenn ein umweltfreundliches Fahrzeug mit einer Hilfsbremse, wie der Abgasbremse, der Jacobsbremse oder der Retarderbremse, ausgestattet ist, ein Problem dadurch, dass sich die Anzahl von Teilen erhöht, die Kosten steigen, der Montagekomfort einer Baugruppe verschlechtert oder dergleichen.However, when an environmentally friendly vehicle is equipped with an auxiliary brake such as the exhaust brake, the Jacobs brake or the retarder brake, there is a problem that the number of parts increases, costs increase, assembly convenience deteriorates or the like.
Dementsprechend wurde ein Bremswiderstand, der eine regenerative Bremsung mittels eines Elektromotors durchführt und von einem Elektromotor erzeugte elektrische Energie als Wärmeenergie abführt, verwendet, um die Bremsassistenzregeln zu erfüllen.Accordingly, a braking resistor that performs regenerative braking by means of an electric motor and dissipates electric energy generated by an electric motor as thermal energy has been used in order to satisfy the brake assist rules.
Wie in
Insbesondere ist ein Bremswiderstand
Mit Bezug auf
Die Brennstoffzelle
Zu diesem Zweck ist die Kühlwasserzirkulationsleitung
Kühlwasserkanäle (nicht gezeigt), die mit der Kühlwasserzirkulationsleitung
Dementsprechend wird, wenn die von der Brennstoffzelle
Alternativ wird, wenn die von der Brennstoffzelle
Jedoch wird, wenn ein Fahrzeug verzögert wird oder bergabfährt, eine regenerative Bremsung durchgeführt, bei welcher der Elektromotor
Entsprechend dem oben beschriebenen Prozess führt der Elektromotor
Jedoch ist, wenn die Batterie
Dementsprechend verbraucht der Bremswiderstand
Jedoch gibt es eine Begrenzung beim Umwandeln der von dem Elektromotor
Die Erfindung stellt ein System zur Steuerung einer regenerativen Bremsung für ein elektromotorbetriebenes Fahrzeug bereit, das geeignet ist, eine kontinuierliche Hilfsbremskraft durch ein kontinuierliches Umkehrdrehmoment eines Elektromotors zu schaffen, indem es ermöglicht, bei einer regenerativen Bremsung von einem Elektromotor erzeugte überschüssige elektrische Energie mittels sowohl eines Bremswiderstandes als auch einer Heizung zum Umwandeln von elektrischer Energie in Wärmeenergie leicht in Wärmeenergie umzuwandeln.The invention provides a regenerative braking control system for an electric motor-driven vehicle, which is capable of providing continuous auxiliary braking force through continuous reverse torque of an electric motor by allowing excess electrical energy generated by an electric motor during regenerative braking by means of both Braking resistor as well as a heater for converting electrical energy into thermal energy can easily be converted into thermal energy.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Innenraumheizungswirkung mittels Wärmeenergie, die von dem Bremswiderstand und der Heizung als Wärmequelle für die Innenraumheizung umgewandelt wird, zu erreichen, ohne dass die Wärmeenergie nach außen abgeführt wird.Another aim of the invention is to achieve an interior heating effect by means of thermal energy, which is converted by the braking resistor and the heater as a heat source for the interior heating, without the thermal energy being dissipated to the outside.
Gemäß der Erfindung weist ein System zur Steuerung einer regenerativen Bremsung für ein elektromotorbetriebenes Fahrzeug auf: einen Elektromotor, welcher derart konfiguriert ist, dass er eine Batterie mit einer elektrischen Energie durch Betreiben als ein Stromerzeuger (bzw. ein Stromgenerator) bei regenerativer Bremsung lädt, einen Bremswiderstand, welcher derart konfiguriert ist, dass er überschüssige Energie, die von dem Elektromotor erzeugt wird, bei regenerativer Bremsung in Wärmeenergie umwandelt, eine Heizung (bzw. ein Heizkörper), die derart konfiguriert ist, dass sie überschüssige elektrische Energie, die von dem Elektromotor erzeugt wird, zusammen mit dem Bremswiderstand in Wärmeenergie umwandelt, eine Kühlwasserzirkulationsleitung, die mit dem Bremswiderstand und der Heizung verbunden ist, so dass Kühlwasser zirkulieren kann, und eine Steuereinrichtung, die derart konfiguriert ist, dass sie den Bremswiderstand und die Heizung derart steuert, dass sie auf der Basis einer Lademengeninformation (bzw. einer Information über die Ladungsmenge) der Batterie ein- und ausschaltbar sind, so dass ein Heizungsmodus, ein Regenerativbremsungsmodus, ein Heizungs- und Regenerativbremsungsmodus und ein maximaler Regenerativbremsungsmodus durchgeführt werden.According to the invention, a regenerative braking control system for an electric motor-driven vehicle comprises: an electric motor configured to charge a battery with an electric power by operating as a generator (or generator) in regenerative braking, a Braking resistor, which is configured in such a way that it converts excess energy generated by the electric motor into thermal energy during regenerative braking, a heater (or a radiator) that is configured in such a way that it absorbs excess electric energy generated by the electric motor is generated, converted into thermal energy together with the braking resistor, a cooling water circulation line that is connected to the braking resistor and the heater so that cooling water can circulate, and a control device that is configured to control the braking resistor and the heater so that them on the basis of an ark quantity information (resp. information about the amount of charge) of the battery can be switched on and off, so that a heating mode, a regenerative braking mode, a heating and regenerative braking mode and a maximum regenerative braking mode are carried out.
Die Kühlwasserzirkulationsleitung kann aufweisen: eine Heizungsleitung, die sich von der Heizung erstreckt und mit einem Heizungsgebläse zur Innenraumheizung verbunden ist, eine erste Kühlwasserrücklaufleitung, die sich von der Heizungsleitung erstreckt und über den Bremswiderstand mit einem Radiator verbunden ist, eine zweite Kühlwasserrücklaufleitung, die sich von dem Heizungsgebläse erstreckt und mit dem Radiator verbunden ist, und eine Kühlwasserzuführleitung, die sich von dem Radiator erstreckt und mit der Heizung verbunden ist.The cooling water circulation line can have: a heating line that extends from the heater and is connected to a heater fan for interior heating, a first cooling water return line that extends from the heating line and is connected to a radiator via the braking resistor, a second cooling water return line that extends from the heater fan and is connected to the radiator, and a cooling water supply pipe that extends from the radiator and is connected to the heater.
Ein Dreiwegeventil, das derart gesteuert wird, dass es geöffnet und geschlossen wird, um Kühlwasser an das Heizungsgebläse oder den Bremswiderstand weiterzuleiten, kann an einer Verbindungsstelle der Heizungsleitung und der ersten Kühlwasserrücklaufleitung angeordnet sein, und eine elektrische Wasserpumpe kann in der Kühlwasserzuführleitung angeordnet sein.A three-way valve which is controlled to be opened and closed to supply cooling water to the heating fan or the braking resistor can be arranged at a junction of the heating pipe and the first cooling water return pipe, and an electric water pump can be arranged in the cooling water supply pipe.
In dem Heizungsmodus können die Heizung, die elektrische Wasserpumpe und das Heizungsgebläse betrieben werden, das Dreiwegeventil kann derart betrieben werden, dass es zu der Heizungsleitung öffnet und zu der ersten Kühlwasserrücklaufleitung schließt, und der Bremswiderstand kann in Erwiderung auf ein Steuersignal von der Steuereinrichtung ausgeschaltet bleiben.In the heating mode, the heater, the electric water pump and the heating fan can be operated, the three-way valve can be operated in such a way that it opens to the heating line and closes to the first cooling water return line, and the braking resistor can remain switched off in response to a control signal from the control device .
Wenn Mitteltemperatur-Kühlwasser, das von der Heizung geheizt wird, durch die Heizungsleitung und das Heizungsgebläse hindurchströmt, kann von dem Heizungsgebläse zu einem Innenraum zu blasende Luft durch das Mitteltemperatur-Kühlwasser geheizt werden, wodurch eine Innenraumheizung durchgeführt werden kann.When medium-temperature cooling water heated by the heater flows through the heating pipe and the heating fan, air to be blown from the heating fan to an indoor space can be heated by the middle-temperature cooling water, whereby indoor heating can be performed.
In dem Regenerativbremsungsmodus können der Bremswiderstand und die elektrische Wasserpumpe betrieben werden, das Dreiwegeventil kann derart betrieben werden, dass es zu der Heizungsleitung schließt und zu der ersten Kühlwasserrücklaufleitung öffnet, und die Heizung und das Heizungsgebläse können in Erwiderung auf ein Steuersignal von der Steuereinrichtung ausgeschaltet bleiben.In the regenerative braking mode, the braking resistor and the electric water pump can be operated, the three-way valve can be operated in such a way that it closes to the heating line and opens to the first cooling water return line, and the heating and the heating fan can remain switched off in response to a control signal from the control device .
In dem Regenerativbremsungsmodus kann überschüssige elektrische Energie, die von dem Elektromotor erzeugt wird, von dem Bremswiderstand als Wärmeenergie umgewandelt und verbraucht werden, wodurch eine Hilfsbremskraft durch ein kontinuierliches Umkehrdrehmoment des Elektromotors kontinuierlich erzeugt werden kann.In the regenerative braking mode, excess electric energy generated by the electric motor can be converted and consumed by the braking resistor as thermal energy, whereby an auxiliary braking force can be continuously generated by a continuous reverse torque of the electric motor.
In dem Regenerativbremsungsmodus kann Niedrigtemperatur-Kühlwasser, das durch einen Betrieb der elektrischen Wasserpumpe von dem Radiator über eine Kühlwasserzuführleitung strömt, durch eine erste Kühlwasserrücklaufleitung hindurchströmen und den Bremswiderstand kühlen, und Hochtemperatur-Kühlwasser, das nach dem Kühlen des Bremswiderstandes aus dem Bremswiderstand heraustritt, kann zurück zu dem Radiator strömen.In the regenerative braking mode, low-temperature cooling water that flows from the radiator via a cooling water supply line by operation of the electric water pump can flow through a first cooling water return line and cool the braking resistor, and high-temperature cooling water that emerges from the braking resistor after cooling the braking resistor can flow back to the radiator.
In dem Heizungs- und Regenerativbremsungsmodus können der Bremswiderstand, die elektrische Wasserpumpe, die Heizung und das Heizungsgebläse eingeschaltet und betrieben werden, und das Dreiwegeventil kann in einem Winkel zum Öffnen zu sowohl der Heizungsleitung als auch der ersten Kühlwasserrücklaufleitung in Erwiderung auf ein Steuersignal von der Steuereinrichtung betrieben werden.In the heating and regenerative braking mode, the braking resistor, the electric water pump, the heater and the heating fan can be switched on and operated, and the three-way valve can be opened at an angle to both the heating pipe and the first cooling water return pipe in response to a control signal from the controller operate.
In dem Heizungs- und Regenerativbremsungsmodus wandeln der Bremswiderstand und die Heizung überschüssige elektrische Energie, die von dem Elektromotor erzeugt wird, in Wärmeenergie für den Regenerativbremsungsmodus um, wodurch eine Hilfsbremskraft durch ein kontinuierliches Umkehrdrehmoment des Elektromotors kontinuierlich erzeugt werden kann.In the heating and regenerative braking modes, the braking resistor and the heating convert excess electrical energy generated by the electric motor into thermal energy for the regenerative braking mode, whereby an auxiliary braking force can be continuously generated by a continuous reverse torque of the electric motor.
In dem Heizungs- und Regenerativbremsungsmodus kann, wenn Mitteltemperatur-Kühlwasser, das von der Heizung für den Heizungsmodus geheizt wird, durch die Heizungsleitung und das Heizungsgebläse hindurchströmt, von dem Heizungsgebläse zu einem Innenraum zu blasende Luft durch das Mitteltemperatur-Kühlwasser geheizt werden, wodurch eine Innenraumheizung durchgeführt werden kann.In the heating and regenerative braking mode, when medium-temperature cooling water heated by the heater for the heating mode flows through the heating pipe and the heating fan, air to be blown from the heating fan to an indoor space can be heated by the medium-temperature cooling water, thereby a Interior heating can be carried out.
Mitteltemperatur-Kühlwasser, das von der Heizung geheizt wird, kann durch einen Betrieb der elektrischen Wasserpumpe über eine erste Kühlwasserrücklaufleitung zu dem Bremswiderstand strömen, und Hochtemperatur-Kühlwasser nach dem Kühlen des Bremswiderstandes kann zu einem Radiator zum Kühlen strömen.Medium-temperature cooling water heated by the heater can flow to the braking resistor via a first cooling-water return line by operating the electric water pump, and high-temperature cooling water after cooling the braking resistor can flow to a radiator for cooling.
In dem maximalen Regenerativbremsungsmodus können der Bremswiderstand, die elektrische Wasserpumpe und die Heizung eingeschaltet und betrieben werden, ein/das Dreiwegeventil kann derart betrieben werden, dass es die Heizungsleitung schließt und die erste Kühlwasserrücklaufleitung öffnet, und das Heizungsgebläse kann in Erwiderung auf ein Steuersignal von der Steuereinrichtung ausgeschaltet bleiben.In the maximum regenerative braking mode, the braking resistor, the electric water pump and the heater can be switched on and operated, a three-way valve can be operated in such a way that it closes the heating line and opens the first cooling water return line, and the heating fan can be switched on in response to a control signal from the Control device remain switched off.
In dem maximalen Regenerativbremsungsmodus können der Bremswiderstand und die Heizung überschüssige elektrische Energie, die von dem Elektromotor erzeugt wird, in Wärmeenergie umwandeln, wodurch eine Hilfsbremskraft durch ein kontinuierliches Umkehrdrehmoment des Elektromotors kontinuierlich erzeugt werden kann. Ferner kann, wenn ein Ladezustand (SOC) der Batterie 100% ist, elektrische Energie, die von dem Elektromotor erzeugt wird, vollständig überschüssige elektrische Energie sein und von dem Bremswiderstand und der Heizung als Wärmeenergie umgewandelt und verbraucht werden, wodurch eine Hilfsbremskraft durch ein kontinuierliches Umkehrdrehmoment des Elektromotors maximal erzeugt werden kann.In the maximum regenerative braking mode, the braking resistor and the heater can convert excess electrical energy generated by the electric motor into thermal energy, whereby an auxiliary braking force can be continuously generated by a continuous reverse torque of the electric motor. Further, when a state of charge (SOC) of the battery is 100%, electrical energy generated by the electric motor can be completely excess electrical energy and converted and consumed by the braking resistor and heater as thermal energy, thereby providing an auxiliary braking force by a continuous Reverse torque of the electric motor can be generated at a maximum.
Niedrigtemperatur-Kühlwasser, das durch einen Betrieb der elektrischen Wasserpumpe von einem Radiator über eine Kühlwasserzuführleitung strömt, kann die Heizung und den Bremswiderstand fortlaufend kühlen, während es durch Kühlwasserkanäle der Heizung und des Bremswiderstandes hindurchtritt, und Hochtemperatur-Kühlwasser, das nach dem Kühlen des Bremswiderstandes aus dem Bremswiderstand heraustritt, kann zurück zu dem Radiator strömen.Low-temperature cooling water produced by operating the electric water pump from a radiator via a cooling water supply line flows, the heater and the braking resistor can continuously cool while it passes through cooling water passages of the heating and the braking resistor, and high-temperature cooling water that comes out of the braking resistor after cooling the braking resistor can flow back to the radiator.
Die Erfindung schafft die folgenden Effekte.The invention provides the following effects.
Erstens kann, da überschüssige elektrische Energie, die von dem Elektromotor erzeugt wird, durch die Heizung zusätzlich zu dem Bremswiderstand bei regenerativer Bremsung in Wärmeenergie umgewandelt werden kann, eine Hilfsbremskraft durch ein kontinuierliches Umkehrdrehmoment des Elektromotors kontinuierlich erzielt werden.First, since excess electric energy generated by the electric motor can be converted into heat energy by the heater in addition to the braking resistor in regenerative braking, an auxiliary braking force can be continuously obtained by a continuous reverse torque of the electric motor.
Zweitens kann, da bei regenerativer Bremsung überschüssige elektrische Energie, die von dem Elektromotor erzeugt wird, durch den Bremswiderstand und die Heizung in Wärmeenergie umgewandelt wird und dann als eine Wärmequelle zur Innenraumheizung verwendet wird, ohne dass sie nach außen abgeführt wird, auch ein Innenraumheizungseffekt erzielt werden.Second, since in regenerative braking, excess electric energy generated by the electric motor is converted into thermal energy by the braking resistor and heater and then used as a heat source for indoor heating without being discharged outside, an indoor heating effect can also be achieved will.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
-
1 ein Schaltbild, das ein Lade/Entlade- und Kühlsystem für ein Brennstoffzellenfahrzeug nach der bezogenen Technik darstellt; -
2 eine schematische Ansicht, die einen Bremswiderstand nach der bezogenen Technik darstellt; -
3 ein Schaltbild, das ein System zur Steuerung einer regenerativen Bremsung für ein elektromotorbetriebenes Fahrzeug gemäß der Erfindung darstellt; -
4 eine schematische Ansicht, die den Anordnungszustand eines Bremswiderstandes und einer Heizung für das System zur Steuerung einer regenerativen Bremsung für ein elektromotorbetriebenes Fahrzeug gemäß der Erfindung darstellt; -
5 ein Kreislaufschema, das die Strömung von Kühlwasser darstellt, wenn das System zur Steuerung einer regenerativen Bremsung für ein elektromotorbetriebenes Fahrzeug gemäß der Erfindung zum Heizen arbeitet; -
6 ein Kreislaufschema, das die Strömung von Kühlwasser darstellt, wenn das System zur Steuerung einer regenerativen Bremsung für ein elektromotorbetriebenes Fahrzeug gemäß der Erfindung zum regenerativen Bremsen arbeitet; -
7 ein Kreislaufschema, das die Strömung von Kühlwasser darstellt, wenn das System zur Steuerung einer regenerativen Bremsung für ein elektromotorbetriebenes Fahrzeug gemäß der Erfindung zum Heizen und regenerativen Bremsen arbeitet; und -
8 ein Kreislaufschema, das die Strömung von Kühlwasser darstellt, wenn das System zur Steuerung einer regenerativen Bremsung für ein elektromotorbetriebenes Fahrzeug gemäß der Erfindung zum maximalen regenerativen Bremsen arbeitet.
-
1 Fig. 4 is a circuit diagram showing a charging / discharging and cooling system for a fuel cell vehicle according to the related art; -
2 Fig. 3 is a schematic view showing a related art braking resistor; -
3 Figure 4 is a circuit diagram illustrating a regenerative braking control system for an electric motor vehicle according to the invention; -
4th Fig. 13 is a schematic view showing the arrangement state of a braking resistor and a heater for the regenerative braking control system for an electric motor-driven vehicle according to the invention; -
5 Fig. 13 is a circuit diagram showing the flow of cooling water when the regenerative braking control system for an electric motor vehicle according to the invention is operating for heating; -
6th Fig. 13 is a circuit diagram showing the flow of cooling water when the regenerative braking control system for an electric motor vehicle according to the invention is operating for regenerative braking; -
7th Fig. 13 is a circuit diagram showing the flow of cooling water when the regenerative braking control system for an electric motor vehicle according to the invention is operating for heating and regenerative braking; and -
8th Fig. 13 is a circuit diagram showing the flow of cooling water when the regenerative braking control system for an electric motor vehicle according to the invention is operating for maximum regenerative braking.
Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder ein anderer ähnlicher Begriff, wie hierin verwendet wird, allgemeine Kraftfahrzeuge, wie Personenkraftwagen, die Geländewagen (SUV) einschließen, Busse, Lastwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, die eine Vielfalt von Booten und Schiffen einschließen, Luftfahrzeuge, und dergleichen, sowie Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Steckdosen-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit Alternativkraftstoff (z.B. Kraftstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl stammen) umfasst. Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehrere Antriebsquellen, zum Beispiel sowohl Benzinantrieb als auch Elektroantrieb aufweist.It is to be understood that the term "vehicle" or "vehicle" or other similar term as used herein includes general automobiles such as passenger cars, including off-road vehicles (SUV), buses, trucks, various commercial vehicles, watercraft, which are a Include a variety of boats and ships, aircraft, and the like, as well as hybrid vehicles, electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, hydrogen-powered vehicles, and other alternative fuel vehicles (e.g., fuels derived from raw materials other than petroleum). As referred to herein, a hybrid vehicle is a vehicle that has two or more sources of propulsion, for example both gasoline and electric propulsion.
Die hierin verwendete Terminologie ist lediglich für den Zweck der Beschreibung besonderer Ausführungsformen, und ist nicht dazu bestimmt, die Erfindung zu beschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen „ein“, „eine“ und „die“ dazu bestimmt, auch die Pluralformen zu umfassen, wenn nicht der Zusammenhang deutlich etwas anderes angibt. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „aufweist“ und/oder „aufweisend“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein der genannten Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten beschreiben, jedoch nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „und/oder“ irgendeine und alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgelisteten Elemente. Durch die Beschreibung hinweg sind, wenn nicht explizit das Gegenteil beschrieben ist, das Wort „aufweisen“ und Variationen, wie „aufweist“ oder „aufweisend“ so zu verstehen, dass sie den Einschluss der genannten Elemente, nicht aber den Ausschluss irgendwelcher anderen Elemente implizieren. Außerdem bedeuten die Begriffe „Einheit“, „-er“, „-or‟ und „modul“, die in der Beschreibung beschrieben sind, Einheiten zur Verarbeitung wenigstens einer Funktion und Operation und können durch Hardware-Komponenten oder Software-Komponenten und Kombinationen davon realisiert werden.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. As used herein, the singular forms “a,” “an,” and “the” are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise. It is further understood that the terms “having” and / or “comprising” when used in this description describe the presence of the named features, integers, steps, operations, elements and / or components, but not the presence or absence exclude the addition of one or more other characteristics, integers, steps, operations, elements, components and / or groups thereof. As used herein, the term “and / or” includes any and all combinations of one or more of the associated listed items. Throughout the description, unless explicitly stated to the contrary, the word “having” and variations such as “having” or “having” are to be understood to imply the inclusion of the named elements but not the exclusion of any other elements . In addition, the terms “unit”, “-er”, “-or” and “module”, which are described in the description, mean units for processing at least one function and operation and can be represented by hardware components or software components and combinations thereof will be realized.
Ferner kann die Steuerlogik gemäß der vorliegenden Erfindung als nichtvergängliches computerlesbares Medium auf einem computerlesbaren Medium ausgestaltet sein, das ausführbare Programminstruktionen enthält, die von einem Prozessor, einer Steuereinrichtung oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele der computerlesbaren Medien umfassen, jedoch sind nicht darauf beschränkt, ROM, RAM, CD-ROMs, Magnetbänder, Disketten, Speichersticks, Chipkarten und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Speichermedium kann auch in netzwerkgekoppelten Computersystemen verteilt werden, so dass das computerlesbare Medium in einer verteilten Art und Weise, z.B. durch einen Telematikserver oder ein Steuerbereichsnetzwerk (CAN) gespeichert und ausgeführt wird.Furthermore, the control logic according to the present invention can be configured as a non-perishable computer-readable medium on a computer-readable medium that contains executable program instructions that are executed by a processor, a control device or the like. Examples of the computer readable media include, but are not limited to, ROM, RAM, CD-ROMs, magnetic tapes, floppy disks, memory sticks, smart cards, and optical data storage devices. The computer readable storage medium can also be distributed in network coupled computer systems so that the computer readable medium is stored and executed in a distributed manner, for example by a telematics server or a control area network (CAN).
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawings.
In den beigefügten Zeichnungen zeigen die
Mit Bezug auf
Ein Bremswiderstand
Dementsprechend wird, wenn die von der Brennstoffzelle
Jedoch wird, wenn ein Fahrzeug verzögert wird oder bergabfährt, eine regenerative Bremsung durchgeführt, bei welcher der Elektromotor
Jedoch ist, wenn die Batterie
Dementsprechend verbraucht der Bremswiderstand
Das System zur Steuerung einer regenerativen Bremsung für ein elektromotorbetriebenes Fahrzeug weist einen Bremswiderstand
Dementsprechend wird bei regenerativer Bremsung die von dem Elektromotor
In der obigen Beschreibung wird die Heizung
Gemäß der Erfindung wird die von dem Bremswiderstand
Zu diesem Zweck sind ein Heizungsgebläse
Natürlich sind Kühlwasserkanäle (nicht gezeigt), durch welche hindurch Kühlwasser zirkuliert, in dem Bremswiderstand
Mit Bezug auf
Das Dreiwegeventil
Die elektrische Wasserpumpe
Der Bremswiderstand
Der Betriebsfluss, wenn das System zur Steuerung einer regenerativen Bremsung für ein elektromotorbetriebenes Fahrzeug gemäß der Erfindung zum Heizen und regenerativen Bremsen arbeitet, wird in jedem Modus beschrieben.The flow of operation when the regenerative braking control system for an electric motor-driven vehicle according to the invention operates for heating and regenerative braking will be described in each mode.
NormalmodusNormal mode
Ein Normalmodus ist ein Modus, in welchem geprüft wird, ob Bauteile betrieben werden, und die Bauteile werden initialisiert, wenn ein Fahrzeug gestartet wird.A normal mode is a mode in which it is checked whether components are operated and the components are initialized when a vehicle is started.
Zum Beispiel prüft, wenn ein Fahrzeug gestartet wird, die Steuereinrichtung
HeizungsmodusHeating mode
Ein Heizungsmodus ist ein Modus, in welchem ein Innenraum eines Fahrzeuges durch eine Heizung geheizt wird.A heating mode is a mode in which an interior of a vehicle is heated by a heater.
Zu diesem Zweck werden, wie in
Ferner wird das Dreiwegeventil
Dementsprechend tritt das Kühlwasser, das von dem Radiator
Ferner wird, wenn Mitteltemperatur-Kühlwasser, das durch die Heizung
Zum Beispiel ist ein Kühlwasserkanal (nicht gezeigt) des Heizungsgebläses
Indessen strömt, wie in
RegenerativbremsungsmodusRegenerative braking mode
Ein Regenerativbremsungsmodus ist ein Modus, in welchem, wenn ein umweltfreundliches Fahrzeug verzögert wird oder bergabfährt, der Elektromotor
Zu diesem Zweck wird, wie in
Ferner wird das Dreiwegeventil
Dementsprechend verbraucht bei der regenerativen Bremsung der Bremswiderstand
Zum Beispiel kann es, wenn die Temperatur der Batterie 15°C ist, der Ladezustand (SOC) der Batterie 80% ist, und die Ladekapazität der Batterie bei regenerativer Bremsung 68 kW ist, erforderlich sein, anders als die Leistung von 68 kW, die erzeugt wird, um die Batterie durch den Elektromotor
Wie oben beschrieben, verbraucht bei der regenerativen Bremsung der Bremswiderstand
Andererseits strömt, wie in
Heizungs- und RegenerativbremsungsmodusHeating and regenerative braking mode
Ein Heizungs- und Regenerativbremsungsmodus ist ein Modus, in welchem der Heizungsmodus und der Regenerativbremsungsmodus gleichzeitig durchgeführt werden.A heating and regenerative braking mode is a mode in which the heating mode and the regenerative braking mode are performed simultaneously.
Zu diesem Zweck wird, wie in
Zum Beispiel muss, da der SOC der Batterie 80% ist, die Batterie zur regenerativen Bremsung geladen werden, jedoch ist, wenn die Temperatur der Batterie 0°C ist, diese niedriger als die Temperatur der Außenluft, und es wird ermittelt, dass die Innenraumheizung benötigt wird. Dementsprechend schaltet die Steuereinrichtung
Dementsprechend wird bei der regenerativen Bremsung die von dem Elektromotor
Zum Beispiel kann es, wenn die Temperatur der Batterie 0°C ist, der Ladezustand (SOC) der Batterie 80% ist, und die Ladekapazität der Batterie bei regenerativer Bremsung 33 kW ist, erforderlich sein, anders als die Leistung von 33 kW, die erzeugt wird, um die Batterie durch den Elektromotor
Dementsprechend wird die zusätzliche Leistung (z.B. 58 kW), die überschüssige elektrische Energie ist, nicht nur durch den Bremswiderstand
Indessen wird das Dreiwegeventil
Zum Beispiel wird die Ventilmembran des Dreiwegeventils
Dementsprechend tritt, wie in
Ferner strömt von der Heizung
Entsprechend dem Heizungs- und Regenerativbremsungsmodus wird, da nicht nur der Bremswiderstand
Maximaler RegenerativbremsungsmodusMaximum regenerative braking mode
Ein maximaler Regenerativbremsungsmodus ist ein Modus, in welchem eine Grenzhilfsbremskraft bereitgestellt wird, um einer erforderlichen Bremskraft für ein Fahrzeug bei regenerativer Bremsung zu genügen.A maximum regenerative braking mode is a mode in which a limit auxiliary braking force is provided to satisfy a required braking force for a vehicle in regenerative braking.
Zu diesem Zweck wird, wie in
Ferner wird das Dreiwegeventil
Dementsprechend wird die bei der regenerativen Bremsung von dem Elektromotor
Das heißt, wenn der SOC der Batterie 100% ist, und die regenerative Bremsung in diesem Zustand durchgeführt wird, wird, da der Bremswiderstand
Zum Beispiel kann es, wenn die Temperatur der Batterie 25°C ist, die Batterie mit einem SOC von 100% vollständig geladen ist, und die Ladekapazität der Batterie bei regenerativer Bremsung nicht mehr als 7 kW ist, erforderlich sein, anders als die Leistung von 7 kW, die erzeugt wird, um die Batterie durch den Elektromotor
Dementsprechend ist es, da nicht nur der Bremswiderstand
Andererseits kühlt, wie in
Wie oben beschrieben, kann, da die von dem Elektromotor
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